3축 가속도계와 신체정보를 이용한 보행 및 주행시 에너지 소비량의 예측

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본 연구의 목적은 신체활동 시에 간단하고 실용적인 방법으로 에너지 소비를 예측하는데 있다. 신체활동은 허리에 부착된 3축 가속도계 센서를 사용하여 가속도의 함으로써 정량화하였다. 에너지 소비량과 가속도계 데이터의 관계를 찾기 위하여 11명(남성 6명, 여성 5명)의 피험자를 상대로 1.5, 3.0, 4.5, 6.0, 6.5, 7.0, 8.5km/hr의 속도로 트레드밀에서 걷거나 달리는 동작을 시행하였다. 각 피험자는 트레드밀 속도가 6.0km/hr 일 경우에는 걷는 동작을 6.5km/hr 이상일 경우께는 달리는 동작을 수행하였다. 실제 에너지 소비량은 가스분석기를 통하여 측정되었다. 예측 식은 피험자의 성, BMI(Body Mass Index), 가속도 데이터로 이루어졌으며 걷기, 달리기로 총 2개의 다중회귀식으로 구현되었다. 실제 측정된 에너지 소비량과 예측된 에너지 소비량 간의 상관계수와 결정계수는 걷기와 달리기에서 각각 R=0.956, R2=0.876와 R=0.881, R2=0.776를 나타내었다. 추후의 연구에서는 보다 많은 피험자의 데이터를 이용하여 보다 신뢰성 있는 에너지 소비량 예측의 회귀식을 구현하고자 한다. The purpose of this study was to estimate the energy expenditure simply and practically during physical activities. The physical activity is quantified by the integration of the accelerometer signals obtained from the triaxial accelerometer attached at the waist level of the human body. To find a relationship between energy expenditure and accelerometer data, 6 male and 5 female subjects walked and ran on the treadmill with speeds of 1.5, 3.0, 4.5, 6.0, 6.5, 7.0, and 8.5 km/hr. Each subject performed walking at the speed lower than 6.0 km/hr and running at the speed higher than 6.5 km/hr. Actual energy expenditure was determined by a continuous direct gas analyzer. Two predictive equations of walking and running mode for energy expenditure which includes gender, body mass index(BMI) and data from accelerometer were developed using multiple regression analysis. The correlation coefficients and coefficients of determination between the estimated and measured energy expenditure were R=0.936, R2=0.876 and R=0.881, R2=0.776 in walking and running mode, respectively. For further study, experiments on a larger scale of test subjects are essential for acquiring more reliable results.